首页 -> 2007年第8期
ＰＬＣ培训课程教学探讨
作者：任 淑
关键词：PLC；培训课程；教学
可编程序控制器（PLC）在许多的生产部门都得到了广泛的应用，成为实现工业生产自动化的重要技术手段。掌握PLC技术已成为企事业单位相关岗位员工必备职业能力的需求，PLC技术也成为高技能人才培训工作中电工高级工、技师培训和鉴定考核的主要模块之一。
近几年来，面向社会开展的电工高级工、技师培训班的PLC模块教学，由于学员的文化基础和技术基础较为薄弱，而且没有成熟的培训教材，同时在教学中又忽视了培训的业余性，导致教学效果不够理想。笔者参与过电工技师培训及鉴定考核工作，对社会培训学员的需求及在学习过程中遇到的困难有一定的了解，因此提出关于PLC培训课程教学的一些想法，供相关教师参考。
首先，要了解学员，分析教材。
社会培训学员中文化程度属于初、高中层次的占78%，大部分学员从事一般维修电工或值班电工工作，掌握一般传统的、简单的继电接触器控制原理。学员文化基础和技术基础的薄弱是教学中的不利因素，然而学员从事的电工专业基础足以作为教授PLC课程良好的开端，这是基于PLC的最大特点，就是采用易学易懂的梯形图语言，用计算机软件技术构成人们惯用的继电器模型，形成一套独具风格的、以继电器梯形图为基础的语言，梯形图符号和定义与常规继电器展开图完全一致，不存在计算机技术和传统电气控制技术之间的鸿沟，对于具有一定电气知识和工作经历的人员来讲，容易入门，也容易消除对PLC的神秘感。
在教材方面，目前的PLC教材在编写时一般按照基本原理、基本指令、基本应用、基本操作等分成各个独立的章节。如果按照教材的顺序进行教学，就是将全部基本指令学习完毕再学习基本应用，基本应用学习完毕再进行基本操作的学习，这种方法在体现知识的严谨性、系统性和完整性的同时也有弊端，那就是学员往往对于在一段期间内学习完的所有指令印象不深刻，容易混淆，到学习基本应用时又得重新对所涉及的指令进行重新学习，效率不高。而作为培训，PLC培训模块教学课时是正常学制教育安排课时数的三分之一，业余时间授课，平时自学为主，学员的文化基础和技术基础相对薄弱。要在短时间内达到教学要求并通过PLC模块技能鉴定，显然，培训课程不能按照原有教材按部就班地进行，应该利用学员具有实践工作经验的优势，从应用角度出发，以课题形式引入课程，到扩展课程，再深化课程的过程进行培训教学，达到事半功倍的教学效果。
具体来说，PLC培训模块教学应以简单电工控制应用实例出发引入课程，引领学员进入PLC大门，了解其控制原理。接着以课题为载体，以顺序控制编程法为着手点进入PLC课程编程教学。从编程角度来讲，从课程教学之初就进入顺序控制编程法，仍然是针对学员基础薄弱的情况。在编程教学过程中依据控制功能要求，转换平移学习各种计数器、定时器等，逐步扩展学习PLC内部软器件功能。对学有余力的学员，教授同一课题还可采取基本指令、控制线路及编程方法，从而使学员全面掌握各类基本原理和基本应用知识。这样的教学从简单着手，用到什么就学什么，学用结合，进得去出得来，效率高，但知识不够系统。然而若按教材顺序学习各种指令和编程方法，学员往往偏重编程的规范性和技巧性，陷入复杂的逻辑关系中出不来，这也是学员在学习中碰到的最大的难点。
我市社会培训PLC模块鉴定考核主要课题有送料小车自动往返控制、多种液体自动混合控制、货物传输带控制、顺序步进控制、机械手控制、交通信号灯控制、抢答器控制、洗衣机控制等，要达到学员掌握课题编程应用教学的效果，教学内容可以这样安排：第一单元安排电机的正反转控制、送料小车往返控制及抢答器控制系统这三个实例作为对PLC工作原理部分的学习（其中也包含几个最简单指令的学习），并完成继电器控制图到PLC梯形图的移植过程，基本掌握PLC控制原理及外部输入输出接线方法；第二单元以多台电机顺序控制、货物传输带控制及多种液体自动混合控制三个实例作为学习对象，学习按时间顺序控制的原理及应用，同时根据控制功能要求，学习定时器指令及应用等；第三单元以顺序步进控制、机械手控制实例为学习对象，巩固顺序控制编程方法，同时根据生产实际学习断电保持功能；第四单元学习洗衣机控制，同时根据控制功能要求，学习计数器指令，计数器、定时器在编程中的交替使用等；第五单元学习交通信号灯控制。第二单元到第五单元的课题教学全部采用顺序控制编程法，同时根据控制功能要求，学习一些软器件及基本指令的应用。五个教学单元选择的课题由简到繁，由易到难，有一定的连贯性，既方便了学员的学习，又包含了PLC课程的相关知识点。
其次，应以一体化的模式开展PLC教学。
由于PLC教学是从应用角度出发，以课题形式展开的，因此，教学安排在实训室进行，即以一体化的模式开展PLC教学，让学员及时、自主地体会课题的实践效果，提高学员的学习兴趣，发挥他们的主体作用，在时间上保证每个课题都能做到教师的理论指导与学员的实践保持连贯性。在一体化教学课堂中，教师先介绍课题实例的应用环境与注意事项，在讲解了预备知识之后，给出解决该实例的编程思路，再由学员根据教师的引导进行编程、上机调试，最后教师给出能成功实现该实例功能的参考答案供学员参考，让学员进行对比、归纳，得出结论。这样，学员每听教师介绍完一个实例，便在教师的指导下编写出程序，并立即上机试验，校验编写的程序是否正确。通过这样的一体化教学，能充分发挥学员学习的主动性和积极性，为课题教学的成功提供有力的保证。
再次，在教学过程中教师要起引导作用，充分发挥学员学习的主体作用。
课题式教学以单独实例作为一个教学课题。在实施教学时要注意分解难度和做好引导。否则教学效果会大打折扣。以洗衣机为例，控制要求为：（1）按下启动按钮及水位选择开关，开始进水直到高（中、低）水位，关水；（2）2秒后开始洗涤；（3）洗涤时，正转30秒，停2秒，然后反转30秒，停2秒；（4）如此循环5次，总共320秒后开始排水，排空后脱水40秒；（5）开始清洗，重复（1）～（4）过程，清洗两遍；（6）清洗完成，报警3秒并自动停机；（7）若按下停止按钮，可手动排水（不脱水）和手动脱水（不计数）。
在鉴定考核时，碰到本课题时，学员对来自生活的课题并不陌生，也比较感兴趣，但又觉得有一定的难度。因此，对这样的课题，教师应预先设置好难点所在，在让学生着手完成系统设计之前做好引导工作。本课题的知识点是计数器和定时器综合应用，重点是计数器的使用。应引导学生思考本课题中需要选择两个计数器，一个作为（2）～（4）过程循环5次的计数（在后续流程图中选用计数器C100），另一个作为（1）～（5）过程循环3次的计数（在后续流程图中选用计数器C110）。难点有三处，一是两个计数器计数触发信号和复位信号的选取，分别决定5次小循环和3次大循环的起点和终点。二是关键定时器时间到的处理，即作为计数器触发信号与计数器配合使用，决定程序的跳转。三是如何处理自动、手动排水和自动、手动脱水的控制要求，要引导学员从顺序控制程序中跳出来，实现控制要求。经过引导，难点逐一分解，课题的设计思路清晰地出现在学员们的脑海中，系统的设计也就迎刃而解了。只要教师引导得当，把难度分解好，学生学习和运用知识就会得心应手。
在实施教学过程中，教师不应直接给出实例中的PLC程序，而是应引导学员首先编出程序的大框架，而后完成该程序的编写和上机验证，最后教师给出参考程序供学生进行对比、修正。整个教学过程充分发挥了学员学习的主体作用，教师在这个过程中只起到了引导作用。
洗衣机编程流程图如下：
注：1. T0～T5分别为时间继电器。2. R3、R4分别作为控制Y3、Y4用的中间继电器，即为了实现自动、手动排水和自动、手动脱水的控制要求，R3、R4在顺序控制程序中，而Y3、Y4在顺序控制程序外。
社会学员的学习具有自发性和主动性，也期望通过培训得到明确的结果，教师应该因势利导给其一定的压力，每次课后要布置适当的自学内容，给学员思考课题的编程方法，同时找出相关课题编程的实例，让学员学会看程序、分析程序，读懂程序，扩展思路，进而举一反三，触类旁通，提高学员的自信心和学习效率。同时要鼓励学员结合工作岗位的课题，应用所学知识解决问题。在近几年来的培训中，学员所做的技师论文，40%的课题涉及PLC在生产中的应用，说明学员能够学以致用，也说明我们的教学已取得预期效果。